Компресорни станции за транспортиране на природен газ

Газ, Нефт, ВъглищаТехнически статииСп. Енерджи ревю - брой 1, 2013

Значителното разстояние, на което се намират газовите находища от крайните потребители, изисква изграждането на сложна газопреносна мрежа включваща както хиляди километри магистрални газопроводи преминаващи по суша и по вода, така и редица помощни съоръжения обезпечаващи неговото ефективно транспортиране. Сред тези съоръжения са компресорните станции, гарантиращи запазване на високото налягане на природния газ, транспортиран по магистралните газопроводи. Те са задължителен елемент от газопреносната мрежа и обикновено се разполагат по трасето на газопровода на разстояние в диапазона от около 60 докъм 160 км една от друга.

Основно предназначение на компресорните станции е поддържане на налягането на транспортирания природен газ. При транспортирането налягането на природния газ намалява вследствие от триенето между газа и тръбата, на отклоняването на част от количеството транспортиран природен газ и други. Постъпвайки в компресорната станция, природният газ, освен че бива компресиран, той предварително бива подложен на пречистване и филтриране, за да се отстранят попаднали вследствие от взаимодействието му с тръбите частици, кондензат, водни пари и други съдържащи се нежелани примеси. Съответно на територията на компресорната станция обикновено се разполагат и няколко цеха, изпълняващи различни функции.

Сред основните елементи на всяка една компресорна станция, независимо от нейния размер и разположение на отделните елементи, са системи за пречистване и филтриране на природния газ, съоръжения за охлаждане, системи за аварийно спиране, както и система за контрол и управление. Също така компресорната станция може да включва един или няколко компресорни цеха.

Използват се предимно бутални и турбокомпресори

При постъпването си в компресорната станция природният газ първо бива пречистен и филтриран, при което се отстраняват всички нежелани примеси. Сред използваните съоръжения са различни конструкции сепаратори, с помощта на които се улавят течните и твърди примеси. След това природният газ се насочва към компресорите. Повечето компресорни станции, с изключение на най-малките, включват няколко компресора, с които да се осигури необходимата мощност.

Използват се различни конструкции компресори. Сред намиращите най-широко приложение са буталните компресори и турбокомпресорите. Принципът на действие на турбокомпресорите се основава на динамичното взаимодействие между лопатките на работното колело и транспортирания газ. Работното колело извършва въртеливо движение с висока и практически постоянна честота на въртене, като предава енергия на газа. В резултат на това налягането му се увеличава още в работното колело. Същевременно се увеличава и кинетичната му енергия, част от която впоследствие се преобразува в допълнително нарастване на налягането в неподвижните елементи след работното колело. Течението на газа е непрекъснато от входа до изхода, което обяснява отсъствието на пулсации. Турбокомпресорите обикновено се захранват с малка част от природния газ, който компресират. Приложение намират и компресорите, захранвани с електрическа енергия.

Буталните компресори се характеризират с елементарна и компактна конструкция, висока ефективност на сгъстителния процес и сравнително ниска цена. За всички конструктивни модификации е характерно преобразуване на въртеливото движение на двигателя във възвратно постъпателно движение на буталото. Произвеждат се в едностъпално или многостъпално изпълнение, с въздушно или водно охлаждане. Захранват се с част от транспортирания природен газ.

В голяма част от компресорните станции компресорите работят паралелно, като се предвиждат отделни компресорни агрегати за осигуряване на допълнително налягане. В някои случаи обаче при необходимост от голямо повишаване на налягането и значително ниво на компресиране се използват няколко компресорни агрегата, които работят поетапно.

Компресирането на природния газ, освен с повишаване на неговото налягане, е свързано и със значително повишаване на температурата му. По тази причина след компресирането природният газ се охлажда. При поетапното сгъстяване охлаждането на газа е след всеки отделен етап.

Всички компресорни станции са оборудвани и със системи за аварийно спиране, които при наличието на извънредни ситуации като неочакван спад на налягането или изтичане на газ автоматично изключват двигателите и изолират проблемния участък. Също така повечето компресорни станции са напълно автоматизирани.

Изисквания към компресорните станции

Съгласно изискванията на наредбата за устройството и безопасната експлоатация на преносните и разпределителните газопроводи и на съоръженията, инсталациите и уредите за природен газ, която е в сила от месец септември 2004 г., компресорните станции трябва да отговарят на редица изисквания. Сред тях са фундаментите на компресорните агрегати да са отделени от конструкцията на сградата (основи, стени, покривни конструкции и др.) и да са осигурени срещу предаване чрез тях на вибрации на строителните конструкции, машините и газопроводите. Също така е необходимо газопроводите, свързани към машините, да са закрепени еластично към конструкцията на сградата и да са с подходящи компенсиращи устройства. По отношение на смукателните газопроводи в наредбата се посочва, че на смукателните газопроводи, намиращи се в непосредствена близост до компресорите, се монтират филтри и утайници, които не допускат проникване на замърсяване и чужди тела в компресорите. Необходимо е събраните течни или полутечни отпадъчни продукти да се отвеждат чрез тръбопроводи на безопасно място извън сградата на компресора.

В наредбата е посочено и изискването основното и спомагателното технологично оборудване, свързано с повишаване налягането на газа, да се монтира в производствената зона на компресорната станция. За изключване на компресорната станция от преносния газопровод е необходимо да се монтират спирателни съоръжения с дистанционно управление. Сред посочените в наредбата изисквания е на всеки нагнетателен газопровод да се монтира обратен клапан, а на входящия и изходящия газопровод на компресорната станция да се монтира устройство за изпускане на газа на разстояние, осигуряващо безопасни условия за разсейването му.

Необходимо оборудване за компресорните агрегати

По отношение на компресорните агрегати, които при работата си могат да създадат по-високо от максималното работно налягане на свързаните с тях съдове и газопроводи, в наредбата е посочена необходимостта те да бъдат оборудвани с предпазни клапани. Необходимо изискване е предпазните клапани да са оразмерени по подходящ начин и да не допускат повишаването на налягането с повече от 10 на сто от максималното работно налягане на свързаните с компресора съоръжения.

С оглед на безопасната експлоатация на компресорните агрегати, те са оборудвани с автоматична защита, която не допуска работата им в следните случаи: намаляване на налягането в смукателния газопровод под минимално допустимото - при центробежни компресори; повишаване на налягането след компресора над максимално допустимото; намаляване на налягането в охлаждащата система под минимално допустимото; намаляване на налягането под допустимото в маслената система; повишаване на температурата на газа над допустимата.

Компресорните станции, от своя страна, се оборудват с аварийна система за изключване, която да е в състояние да изолира компресорната станция от газопровода и да изпусне газа от газопроводите на територията на компресорната станция; да осигурява изпускане на газа на място, което не създава опасност; да осигурява възможност за изключване на компресорите и електрическите уредби. Необходимо е също компресорната станция да може да се управлява най-малко от две места, като едното от тях е извън газоопасната зона.

При използването на бутални компресори, компресорните станции обикновено се оборудват с предпазно устройство, целта на което е да гарантира, че максималното допустимо налягане не превишава работното налягане с повече от 10 на сто. Също така при тези компресорни станции смукателните и нагнетателните колектори се полагат надземно.

Добре е да се има предвид също и фактът, че компресорните станции са взривоопасни съоръжения с ограничен достъп за посещения и работа.

Мобилни компресорни станции

Освен стационарните, широко приложение в практиката намират и мобилните компресорни станции. Те обикновено са предназначени за компресиране на значително по-малки количества природен газ в близост до потребителя. Обикновено при мобилните компресорни станции по-широко застъпени са винтовите компресори. Широко използвани са за получаване на сгъстен газ и доставка на този газ до свързаното с компресорната станция пневматично оборудване.

Сред основните предимства на тези компресорни станции е компактността, ниската цена, възможността да бъдат използвани навсякъде. Също така те са надеждно и икономично решение, осигуряващо пълна автономност, минимален срок за монтаж и пуско-наладъчни работи, не изискващо допълнително оборудване или специална площадка за монтаж. По отношение на мощността и експлоатационния срок обаче, подвижните компресорни станции до голяма степен отстъпват от стационарните.


Top